科學：稱為C點的納米顆粒顯示出在腫瘤中誘導細胞死亡的能力！

公開日: 2018-12-20

稱為康奈爾點或C點的納米粒子作為癌症檢測和治療中的治療工具顯示出巨大的希望。

現在，超過十幾年前，由Spencer T. Olin工程教授Ulrich Wiesner開發的超小顆粒已經表明他們可以做得更好：殺死癌細胞而不附加細胞毒性藥物。

由紀念斯隆凱特琳癌症中心的術中成像主任，威爾康奈爾醫學院放射學副教授Michelle Bradbury和MSKCC的細胞生物學家Michael Overholtzer與Wiesner合作進行的一項研究給長達十年的探索帶來了令人驚訝的轉折。將C點帶出實驗室並用作臨床療法。

他們的論文「超微粒子納米粒子誘導營養缺乏的癌細胞的鐵上瞼下垂和抑製腫瘤生長」於9月26日在Nature Nanotechnology上發表。該工作詳細說明了如何以大劑量施用C點並與處於營養缺乏狀態的腫瘤一起引發一種稱為視桿細胞病的細胞死亡。

「如果你不得不設計一種用於殺死癌症的納米粒子，那就完全按照你的方式進行，」Wiesner說。「粒子在正常健康的組織中具有良好的耐受性，但只要你有腫瘤，在非常特殊的條件下，這些粒子就會成為殺手。」

「事實上，」布拉德伯裡說，「這是我們第一次證明這種粒子具有內在的治療特性。」

Wiesner的熒光二氧化矽顆粒，直徑小至5納米，最初設計用作診斷工具，附著於癌細胞並點亮以顯示腫瘤細胞所在的外科醫生。潛在用途還包括藥物輸送和環境感知。由Bradbury長官的食品和藥物管理局的首次人體臨床試驗認為該粒子對人類是安全的。

在過去五年中進一步測試顆粒 - 包括作為癌症納米技術卓越中心成員的最後13個月，2015年8月成立的國家癌症研究所倡議 - 布拉德伯裡，Overholtzer，Wiesner及其合作者成為這一專業，意外的發現。

當以高劑量與癌細胞一起孵育 - 並且重要的是，與處於營養缺乏狀態的癌細胞一起孵育時 - Wiesner的肽塗層C點顯示出從環境中吸附鐵並將其輸送到癌細胞中的能力。這種名為α-MSH的肽是由密蘇裡大學生物化學教授Thomas Quinn開發的。

這個過程引發了細胞凋亡，這是一種壞死形式的細胞死亡，涉及質膜破裂 - 不同於在更常見的稱為細胞凋亡的細胞死亡形式中發現的典型細胞碎片。

「研究細胞中點的最初目的是觀察在不改變細胞功能的情況下如何容忍更大的濃度，」Overholtzer說。「雖然高濃度在正常條件下具有良好的耐受性，但我們還想知道壓力下的癌細胞如何應對。」

令人驚訝的是，在癌細胞暴露於圓點後24至48小時內，整個細胞培養物中都存在「破壞波」，Wiesner說。馬德裡癌症納米藥物翻譯中心的Wiesner聯合主任布拉德伯裡說，當小鼠接受多次高劑量注射而沒有任何不良反應時，腫瘤也會縮小。

在持續抗擊每年全球數百萬人死亡的疾病的鬥爭中 - 癌症已經在Wiesner的家庭中佔了幾席之地，這對他來說也是個人的討伐。維斯納說，擁有另一種武器只能起到幫助作用。

「我們找到了另一種人們到目前為止根本沒有想過的工具，」他說。「這改變了我們對納米粒子及其可能做的事情的思考方式。

Bradbury表示，未來的工作將集中於將這些顆粒與其他標準療法結合使用，以期在人體測試之前進一步提高療效。

研究人員還將尋找定製粒子以針對特定癌症。「這是設計顆粒上不同附著物的問題，因此它們會與我們追求的特定癌癥結合，」Overholtzer說。